Globale Marktgröße, Prognose und Trendhighlights für gasisolierte Umspannwerke (GIS) im Zeitraum 2025–2037
Der Markt für gasisolierte Umspannwerke wird voraussichtlich von 33,85 Milliarden US-Dollar auf 112,78 Milliarden US-Dollar ansteigen, was einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von über 9,7 % im Prognosezeitraum von 2025 bis 2037 entspricht. Im Jahr 2025 wird die Branchengröße von gasisolierten Umspannwerken auf 36,48 Milliarden USD geschätzt.
Gasisolierte Umspannwerke sind im Allgemeinen zuverlässiger und effizienter als luftisolierte Umspannwerke. Steigende Grundstückspreise pro Hektar dürften auch lukrative Wachstumschancen für den Markt bieten, da gasisolierte Umspannwerke im Vergleich zu ihren Gegenstücken auf dem Markt Platz verbrauchen. Dieses Umspannwerk verbraucht bis zu 90 % weniger Platz als ein typisches Kraftwerk. Dieser Faktor dürfte in den kommenden Jahren das Wachstum des Marktes für gasisolierte Umspannwerke vorantreiben.
Branchenakteure beschäftigen sich mit der Forschung, Entwicklung und dem Einsatz von Marktprodukten, um Marktanteile für Nicht-SF6-Alternativen in HGÜ- und HVAC-Systemen zu gewinnen. Ab 2023 war die Höchstspannung nicht SF6-gasisolierter Schaltanlagen auf 450 kV begrenzt. Mit geplanten Technologien wird erwartet, dass die Hochspannungs-GIS-Kapazität in den nächsten Jahren bis zu 550 kV erreichen wird. Der erwartete Grad an technologischen Fortschritten wird es ermöglichen, mehrere SF6-Systeme auslaufen zu lassen, ihren Einsatz jedoch nicht vollständig zu eliminieren, da für 765-kV-Systeme keine Alternativen geplant sind. Die USA sind nicht von technologischen Innovationen im Energie- und Energiebereich ausgenommen, da die Infrastrukturinvestitionen des Sektors von 25,1 Milliarden US-Dollar im Jahr 2021 und 26,7 Milliarden US-Dollar im Jahr 2022 auf 29,1 Milliarden US-Dollar im Jahr 2023 ansteigen, was einer Wachstumsrate von 20 % in zwei Jahren entspricht.
Der US-Markt für gasisolierte Schaltanlagen belief sich im Jahr 2023 auf 6,7 Milliarden US-Dollar, was 23 % aller Ausgaben für die heimische elektrische Infrastruktur und 28 % des globalen Marktes für gasisolierte Umspannwerke entspricht. Der Großteil dieser Ausgaben entfällt auf das Segment Hochspannungsausrüstung mit Nennspannungen von >75 kV im Wert von 4,8 Milliarden US-Dollar. Davon entfielen 2,1 Milliarden US-Dollar auf die Entwicklung von Nicht-SF6-Systemen. Laut dem Bericht der US-Umweltschutzbehörde EPA vom September 2022 betragen die Betriebskosten für SF6-freie Geräte weniger als 100 % der Gesamtkosten von SF6-basierten Geräten. Die Betriebs- und Wartungskosten sowie die End-of-Life-Kosten der Vakuum- und Reinlufttechnologie gelten als geringer als bei SF6-basierten Geräten.
Es wird erwartet, dass die Lebenszykluskosten für SF6-freie Systeme, einschließlich 145-kV-GIS, 0 USD pro Tonne Treibhausgas, reduziert in Tonnen CO2e, betragen, wobei sich die Kapitalkosten für SF6-freie Ausrüstung auf 33 USD pro Tonne Treibhausgas belaufen. Für ein 145-kV-GIS sind die Investitionskosten für eine Offshore-Subtraktion oder eine Windkraftanlage etwa 70.000 USD höher als für die Luftreinhaltungstechnologie. Dadurch werden 85 kg SF6 eingespart, was Kosten von 33 USD/Tonne CO2e und einem Äquivalent von 2.100 Tonnen CO2e entspricht. Eine Installation von 100 Nicht-SF6-Turbinen würde 252.000 Tonnen CO2-Emissionen vermeiden und Investitionen in nachhaltige Marktalternativen vorantreiben.
Markt für gasisolierte Umspannwerke: Wachstumstreiber und Herausforderungen
Wachstumstreiber
- Steigende Nachfrage nach Strom weltweit: Die Vorlaufzeiten für Transformatoren des National Infrastructure Advisory Council (NIAC) sind in den letzten Jahren exponentiell gestiegen und liegen im Jahr 2024 bei durchschnittlich 120 Wochen, verglichen mit 50 Wochen im Jahr 2021. Große Transformatoren, einschließlich Umspannwerks- und Generator-Aufwärtstransformatoren, haben Betriebszeiten von 80 bis 210 Wochen. Angetrieben durch die zunehmende Elektrifizierung auf der ganzen Welt hat die Nachfrage nach Transformatoren die Transformation der Lieferkette verschärft und zum Ausbau der erneuerbaren Stromerzeugung für Endverbraucher mit großer Last, einschließlich Rechenzentren, geführt. Dies führte zusätzlich zu einem starken Anstieg der Strompreise für Privat- und Geschäftskunden. Der Erzeugerpreisindex (PPI) überschritt im Dezember 2024 den Wert von 426.800 gegenüber 251.800 im März 2020, was auf einen Anstieg der Herstellungskosten für Strom und Spezialtransformatoren um 80 % seit der COVID-19-Pandemie hinweist.
Ein aktueller Bericht des National Renewable Energy Laboratory (NREL) kommt zu dem Schluss, dass die Nachfrage nach Verteiltransformatoren in den USA bis Ende 2050 voraussichtlich 160 bis 280 % über dem Niveau von 2021 liegen wird – was einer jährlichen Wachstumsrate von 5,3 % entspricht. Das nationale Labor verwaltet die sieben Netzverbindungswarteschlangen regionaler Übertragungsnetzbetreiber/unabhängiger Systembetreiber (ISO) und 44 Nicht-ISO-Ausgleichszonen, die 95 % der Stromerzeugungskapazität der USA repräsentieren. Um ein Gefühl und einen Kontext für die enorme Größe der Verbindungswarteschlange zu bekommen, gab die American Public Power Association (APPA) bekannt, dass die gesamte in den USA installierte Kapazität im Versorgungsmaßstab im Jahr 2023 1.277 GW betrug und die ausstehende Verbindungswarteschlange voraussichtlich die installierte Kapazitätsbasis während des Prognosezeitraums verdoppeln wird. - Zunehmender Fokus auf erneuerbare Energien: Regierungen sind bestrebt, den CO2-Fußabdruck zu verringern und die Nutzung erneuerbarer Energiequellen wie Wind- und Solarenergie zu fördern. Für das Windpark-Cluster in der Ostsee erhielt Siemens Energy im Jahr 2021 den Auftrag zur Bereitstellung von zwei Onshore-Hochspannungs-Gleichstrom-(HGÜ)-Systemen. Um eine zuverlässige und effektive Energieübertragung zu gewährleisten, kommt bei dem voraussichtlich bis 2029 abgeschlossenen Projekt gasisolierte Schaltanlagentechnik zum Einsatz.
Das California Air Resources Board (CARB) hat Vorschriften zur Begrenzung der Treibhausgasemissionen aus gasisolierten Systemen standardisiert und zielt darauf ab, den Kauf von SF6-GIS schrittweise abzuschaffen. Die Ausstiegsbestimmungen in Regeländerungen wurden am 1. Januar 2022 aufgenommen. Die erste Phase der Änderungsbeschränkungen begann am 1. Januar 2025, und die letzte Phase wird voraussichtlich im Januar 2033 beginnen. Der erste Ausstieg ist Geräten mit niedrigerer Spannungskapazität (weniger als 35 kV) gewidmet und die letzte Phase gilt für Geräte mit höherer Spannung. Der Kauf von 245-kV-Netzen wird im Rahmen der CARB-Verbote ab Januar 2033 verboten sein. Es wird geschätzt, dass die vorgeschlagenen Vorschriften eine Kosteneffizienz von 33 USD pro Tonne CO2e aus gasisolierten Schaltanlagen-Schwefelhexafluorid-Nebenprodukten ermöglichen.
Herausforderung
- Mangel an fortschrittlicher moderner Infrastruktur und hohe Kosten: Da sich der Schwerpunkt auf die Reduzierung der Treibhausgasemissionen im Zusammenhang mit gasisolierten Umspannwerkssystemen verlagert, vergrößert sich die Kluft zwischen Nachfrage und Angebot aufgrund der Präsenz von SF6-basierten Geräten. Die Nachrüstung ist mit hohen Kapitalkosten verbunden und stellt nachweislich ein Markthindernis dar.
Markt für gasisolierte Umspannwerke: Wichtige Erkenntnisse
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Basisjahr |
2024 |
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Prognosejahr |
2025-2037 |
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CAGR |
9,7 % |
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Marktgröße im Basisjahr (2024) |
33,85 Milliarden US-Dollar |
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Prognosejahr der Marktgröße (2037) |
112,78 Milliarden US-Dollar |
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Regionaler Geltungsbereich |
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Segmentierung gasisolierter Umspannwerke
Spannungstyp (Mittel, Hoch, Extra Hoch)
Es wird erwartet, dass das Hochspannungssegment bis Ende 2037 den größten Marktanteil bei gasisolierten Umspannwerken halten wird. Der gesamte Hochspannungs-Gleichstromsektor wurde im Jahr 2024 auf etwa 12,3 Milliarden US-Dollar geschätzt, und der Wert der Verbindungsleitungen überstieg im Jahr 2020 7 Milliarden US-Dollar, mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 5,5 %. Die HGÜ-Übertragungskapazität betrug im Jahr 2022 rund 400 GW, wobei der asiatisch-pazifische Raum über 50 % der Hochspannungs-Gleichstromkapazität verfügte und HitachiEnergy, General Electric (GE) und SiemensEnergy die weltweit führenden HGÜ-Hersteller waren.
Onshore- und Offshore-HGÜ-Projekte mit unterschiedlichen Übertragungsentfernungen
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HGÜ-Projekt |
Land |
Spannung |
Entfernung |
Typ |
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Neuenglandküste |
Vereinigte Staaten |
±320/525 kV |
195 Meilen (170 Seemeilen) |
Offshore, MMC (Equinor, 2021) |
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North Sea Link |
Norwegen-Großbritannien |
Norwegen-Großbritannien |
450 Meilen |
Offshore, MMC (NorthSeaLink, 2021) |
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SOO Green |
Vereinigte Staaten |
±525 kV |
350 Meilen |
Onshore, unter Tage, in Entwicklung (SOOgreen, 2021) |
Quelle: U.S. DOE
Installation (innen, außen)
Es wird erwartet, dass das Outdoor-Segment im Prognosezeitraum den größten Marktanteil an gasisolierten Umspannwerken halten wird. Die gasisolierten Umspannwerke im Freien bieten einen zuverlässigen Betrieb in der Hoch- und Mittelspannungsübertragung über große Entfernungen. Im November 2024 stellte Siemens sein erstes fluorgasfreies GIS-System auf dem US-amerikanischen Mittelspannungsmarkt vor, das NXPLUS C 24 – blue und einen geringeren CO2-Fußabdruck bietet. Dies steht im Einklang mit dem Ziel des Unternehmens, die Dekarbonisierung des Stromnetzes zu unterstützen, mit lichtbogensicherem Design zur Sicherheit des Personals bei extremen Wetterbedingungen.
Unsere eingehende Analyse des globalen Marktes für gasisolierte Umspannwerke umfasst das folgende Segment
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Spannungstyp |
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Installation |
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Anwendung |
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Endbenutzer |
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Diesen Bericht anpassenIndustrie für gasisolierte Umspannwerke – regionale Übersicht
APAC-Marktstatistiken
Der Markt für gasisolierte Umspannwerke im asiatisch-pazifischen Raum wird voraussichtlich bis Ende 2037 den größten Umsatzanteil von 42 % haben. Die rasche Industrialisierung in Ländern wie China, Indien, Japan, Südkorea und Südostasien hat die Nachfrage nach Benzinmotoren in der Region erhöht. Gasmotoren spielen eine entscheidende Rolle bei der Deckung dieses Bedarfs, insbesondere bei der Stromerzeugung. Gaskraftwerke, einschließlich GuD-Kraftwerke, werden in der Region zunehmend zur effizienten und zuverlässigen Stromversorgung eingesetzt. Darüber hinaus hat die Kombination aus Erdgasreserven, unterstützenden Initiativen und Umweltrichtlinien, der Umstellung auf erneuerbare Energien und der Entwicklung der Infrastruktur ein günstiges Umfeld für die Einführung und Verbreitung von Gasmotoren in zahlreichen Anwendungen wie mechanischen Antrieben, Stromerzeugung, Kraft-Wärme-Kopplung usw. auf der ganzen Welt geschaffen.
Der chinesische Markt für gasisolierte Umspannwerke (GIS) ist ein wichtiger Anteilseigner und spielt eine entscheidende Rolle beim Rohstoffexport auf der Weltkarte. In der Westregion gibt es mehrere Wasserkraftwerke und im Nordwesten gibt es Windkraftanlagen. Die wichtigsten Endverbraucher befinden sich in den südöstlichen Regionen und benötigen eine Hochleistungsübertragung und große Entfernungen von mehreren zehn +800 kV, +1.100 kV und +500 kV. Derzeit werden in China HGÜ-Systeme betrieben. Die Übertragungsleitungen liefern mehr als 1000 GW Strom und verbinden den ländlichen Nordwesten mit den wirtschaftlichen Südostgebieten. Das Land ist die Heimat mehrerer großer Hersteller von Leistungstransformatoren (LPTs), darunter Baoding Tianwei Baobian Electric Co. Ltd. Im Jahr 2020 gaben die USA 3 Milliarden US-Dollar für den Import von Strom-/Verteilungs-/Spezialtransformatoren aus, wovon 7 % auf China entfielen, gefolgt von Südkorea. Nach Angaben des US-amerikanischen Energieministeriums stammten 11 % des Importwerts von isolierten Kupferwicklungsdrähten in die USA im Wert von 108 Mio. USD aus China und Vietnam.
Marktprognose für Nordamerika
Der Wachstumspfad des Marktes für gasisolierte Umspannwerke in Nordamerika wird auf Kanadas Kernproduktionskapazitäten zurückgeführt. 6 % der gesamten US-Transformatorölimporte stammten aus Kanada und Kanada gehört zu den größten LPT-Produzenten. LPTs aus Kanada sind 10 % günstiger als ihre in den USA entwickelten Gegenstücke. Darüber hinaus ist die wachsende Nachfrage nach erneuerbaren Energiequellen in der Region zusammen mit der Nachrüstung der veralteten Stromnetze ein wichtiger Faktor für die Expansion des Marktes für gasisolierte Umspannwerke in der Region.
Das inländische Produktionspotenzial in den Vereinigten Staaten ist vielversprechend. Derzeit werden die Technologien entwickelt, die SF6 vollständig ersetzen sollen, und bis 2027 sollen inländische Hersteller Systeme bis zu 550 kV einsetzen. Es ist wichtig zu erkennen, dass ein zunehmender Fokus auf ökologische Nachhaltigkeit die vorhandenen SF6-basierten Anlagen beeinträchtigen würde. Die Unternehmen Hitachi, GE und Siemens verfügen über das umfassendste Produktangebot in den USA. Hitachi bietet Interoperabilität in der Produktionslinie, sodass Kunden SF6-Kapazität auf Nicht-SF6-Kapazität umstellen können. Die Vereinigten Staaten wollen nach Angaben des Energieministeriums bis Ende 2030 30 GW Offshore-Windenergie und bis 2050 86 GW installieren.
Unternehmen, die den Markt für gasisolierte Umspannwerke dominieren
- General Electric Company
- Unternehmensübersicht
- Geschäftsstrategie
- Wichtige Produktangebote
- Finanzielle Leistung
- Wichtige Leistungsindikatoren
- Risikoanalyse
- Neueste Entwicklung
- Regionale Präsenz
- SWOT-Analyse
- Toshiba Corporation
- Hitachi, Ltd.
- Siemens AG
- ABB Ltd.
- Johnson Controls International plc
- Honeywell International Inc.
- Energate, Inc.
- Yokogawa Electric Corporation
- Schneider Electric
Die wichtigsten Akteure haben die Notwendigkeit erkannt, staatliche und nachhaltigkeitskonforme Produkte anzubieten. Sie haben ihre Investitionen und strategischen Partnerschaften erhöht, um von SF6- auf SF6-freie Systeme umzusteigen. Der Ausstieg wird durch die Erhöhung der Produktionskapazität innovativer Alternativen, Produkteinführungen, Fusionen und Übernahmen sowie geografische Expansionen erleichtert. Zu den führenden Akteuren auf dem Markt für gasisolierte Umspannwerke (GIS) gehören:
In the News
- Im August 2024 kündigte strongGE Vernova den Start des Grid Solutions-Geschäfts an, das die weltweit erste SF6-freie gasisolierte 246-Kilovolt-Umspannstation (GIS) für RTE in Frankreich herstellen, liefern und in Betrieb nehmen wird. Grid Solutions wird Lösungen einsetzen, die RTE beim Ersatz von Schwefelhexafluorid unterstützen.
- Im August 2024 brachte Hitachi Energy eine neue Technologie auf den Markt, die die Emissionen von Schwefelhexafluorid oder SF6 bekämpfen soll. Die Ausrüstung kann in gasisolierten Schaltanlagen, Leistungsschaltern für tote Tanks oder Leistungsschaltern für aktive Tanks verwendet werden.
Autorenangaben: Dhruv Bhatia
- Report ID: 4044
- Published Date: Jul 25, 2024
- Report Format: PDF, PPT
